Sejarah Semen

MODUL PERTEMUAN KE 6

Jurusan Teknik Sipil MODUL KE-7Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan

Universitas Mercu Buana

MODUL PERTEMUAN KE 7MATA KULIAH :

TEKNOLOGI BAHAN & KONSTRUKSI (4 sks)

MATERI KULIAH:

Sejarah Semen, Jenis Semen, Penyimpanan Semen.POKOK BAHASAN:

SEMEN1-1 SEJARAH SEMENBeton mulai ditinggalkan orang seiring dengan mndurnya kerajaan Romawi. Baru sekitar tahun 1790, J. Smeaton dari Inggris menemukan bahwa kapur yang mengandung lempung dan dibakar akan mengeras didalam air. Nahan ini mirip dengan semen yang dibuat oleh bangsa Romawi.

Penyelidikan lebih lanjut yang mengarah pada kepentingan komersial dilakukan oleh J. Parker pada masa yang sama. Bahan tersebut mulai digunakan sekitar awal abad ke 19 di Inggris dan kemudian di Perancis. Karya konstruksi sipil pertama dikerjakan pada tahun 1816 di Souillac, Perancis berupa jembatan yang dibuat dengan beton tak bertulang. Nama semen portland (Portland Cement) diusulkan oleh Joseph Aspdin pada tahun 1824 karena campuran air, pasir, dan batu abatuan yang bersifat pozzolan dan berbentuk bubuk ini pertama kali diolah di Pulau Portland, dekat pantai Dorset, Inggris. Semen Portland pertama kali diproduksi di pabrik oleh David Saylor di Coplay Pennsylvania, Amerika Serikat pada tahun 1875. sejak itu, semen portland berkembang dan terus dibuat sesuai dengan kebutuhan.Indonesia telah pula memiliki banyak pabrik semen portland modern dengan mutu internasional. Pabrik yang tersebar di Sumatera, Jawa dan Sulawesi itu antara lain:

a) Pabrik semen Indarung yang memproduksi Semen Padang di Padang, Sumatera Barat serta pabrik semen Baturaja yang memproduksi semen Tiga Gajah, keduanya terletak di Sumatera.

b) Pabrik Semen gresik, Smen Cibinong, Semen Tiga Roda, dan Semen Nusantara di Jawa.

c) Pabrik Semen Tonasa di Sulawesi.

1-2 JENIS SEMEN

Semen merupakan hasil industri yang sangat kompleks, dengan campuran serta susunan yang berbeda beda. Semen dapat dibedakan menjadi dua kelompok, yaitu:

a) Semen non Hidrolik

Semen non-hidrolik tidak dapat mengikat dan mengeras di dalam air, akan tetapi dapat mengeras di udara. Contoh utama dari semen non-hidrolik adalah kapur.Kapur dihasilkan oleh proses kimia dan mekanis di alam. Kapur telah digunakan selama berabad abad lamanya sebagai bahan adukan dan plesteran untuk bangunan. Hal tersebut terlihat pada piramida piramida di Mesir yang dibangun 4500 tahun sebelum masehi. Kapur digunakan sebagai bahan pengikat selama zaman Romawi dan Yunani. Orang orang Romawai menggunakan beton untuk membangun Colloseum dan Parthenon, dengan cara mencampur kapur dengan abu gunung yang mereka peroleh didekat Pozzuoli, Italia dan mereka namakan Pozzolan.

Pondasi jlan pada zaman Romawai, termasuk jalan ia Appia, merupakan tanah yang distabilkan dengan kapur. Kini kapur digunakan dalam bidang pertanian, industri kimia, industri karet, industri kayu, industri farmasi, industri baja, industri gula, dan industri semen.Jenis kapur yang baik adalah kapur putih, yaitu yang mengandung kalsium oksida yang tinggi ketika masih berbentuk kapur tohor (belum berhubungan dengan air) dan akan mengandung banyak kalsium hidroksida ketika telah berhubungan dengan air. Kapur tersebut dihasilkan denga membakar batu kapur atau kalsium karbonat bersama beserta bahan bahan pengotornya, yaitu magnesium, silikat, besi, alkali, alumina, dan belerang. Proses pembakaran dilaksanakan dalam tungku tanur tinggi yang berbentuk vertikal atau tungku putar pada suhu (800 1200) 0C. Kalsium karbonat terurai menjadi kalsium oksida dan karbon dioksida dengan reaksi kimia sebagai berikut.CaCO3 ( CaO + CO2Kalsium oksida yang terbentuk disebut kapur tohor, dan jika berhubungan dengan air akan menjadi kalsium hidroksida serta panas. Reaksi kimianya adalah:

CaO + H2O ( Ca(OH)2 + panas

Proses ini dinamakan proses mematikan kapur (slaking) dan hasilnya, yaitu kalsium hidroksida, sering disebut sebagai kapur mati. Kecepatan berlangsungnya reaksi terutama bergantung pada kemurnian kapur; makin tinggi kemurnian kapur yang bersangkutan makin besar daya reaksinya terhadap air. Kapur mati dapat dibedakan menjadi tiga kelompok, yaitu 1). Dapat dimatikan dengan cepat, 2). Dapat dimatikan dengan agak lambat, dan 3). Dapat dimatikan dengan lambat.

Kapur mati didapatkan dengan menambahkan air secukupnya (sekitar sepertiga dari berat kapur tohor). Dempul kapur diperoleh dengan menambahkan air yang berlebihan pada kapur tohor. Pengikatan kapur terjadi akibat kehilangan air akibat penyerapan oleh bata atau akibat penguapan. Proses pengerasan berlangsung akibat reaksi karbondioksida dari udara dengan kapur mati. Reaksinya adalah sebagai berikut.Ca(OH)2 + CO2 ( CaCO3 + H2O

Dari reaksi kimia diatas terlihat bahwa akan terbentuk kembali kristal kristal kalsium karbonat, yang mengikat massa heterogen itu menjadi massa padat. Proses pengerasan ini berjalan lambat dan dapat berlangsung bertahun tahun sebelum mencapai kekuatan yang penuh. Agar dapat berlangsung , diperlukan aliran udara bebas untuk persediaan karbondioksida yang dapat menembus bagian terdalam dari adukan sehingga proses pengerasan dapat berlangsung menyeluruh.

Kapur putih ini cocok untuk menjernihkan plesteran langit langit, untuk mengapur kamar kamar yang tidak penting dan garasi, atau untuk membasmi kutu kutu dalam kandang. Jika digunakan sebagai bahan tambah campuran beton, kapur putih akan menambah kekenyalan dan memperbaiki sifat pengerjaan beton. Dengan menggunakan campuran 1:3, kapur putih dapat memperbaiki permukaan beton yang tidak mengandung pori pori. Kapur putih merupakan komponen utama dan bata yang terbuat dari pasir dan kapur. Kekuatan kapur sebagai bahan pengikat hanya dapat mencapai sepertiga kekuatan semen portland.b) Semen Hidrolik

Semen hidrolik mempunyai kemampuan untuk mengikat dan mengeras di dalam air. Contoh semen hidrolik antara lain kapur hidrolik, semen pozollan, semen terak, semen alam, semen portland, semen, portland-pozollan, semen portland terak tanur tinggi, semen alumina dan semen expansif. Contoh lainnya adalah semen portland putih, semen warna, dan semen semen untuk keperluan khusus. Kapur Hidrolik BahanSebagian besar (65-75) bahan kapur hidrolik terbuat dari batu gamping, yaitu kalsium karbonat beserta bahan pengikutnya berupa silika, alumina, magnesia dan oksida besi.

Cara PembuatanKapur hidrolik dibuat dengan cara membakar batu kapur yang mengandung silika dan lempung sampai menjadi klinker dan mengandung cukup kapur dan silikat untuk menghasilkan kapur hidrolik. Klinker yang dihasilkan haruss mengandung cukup kapur bebas sehingga massa klinker itu dapat menghasilkan kapur tohor setelah berhubungan dengan air.

Bila kadar alumina dan silika dalam batu kapur bertambah, maka panas yang terjadi berkurang dan pada suatu saat reaksi antara air dan kapur tersebut berhenti. Pada suhu tinggi, alumina dan silika berpadu dengan kalsium oksida, kalsium silikat, dan alumina yang tidak mudah bergabung dengan air bila berada dalam bentuk gumpalan-gumpalan. Oleh karena itu, kapur tohor ditambahkan pada saat pemberian air, sehingga gumpalan-gumpalan yang besar terpecah-pecah menjadi serbuk halus akibat pengembangan kapur tohor.

Produksi Kapur di IndonesiaBahan mentah yang biasa dipakai sebagai pozollan yang terdapat diIndonesia umumnya berupa teras bahan, misalnya batu apung yang dihasilkan dari magma gunung berapi yang mati.

Tanur yang digunakan untuk pembuatan kapur hidrolik ini bervariasi bentuknya, mulai dari yang sederhana sampai yang berbentuk cerobong vertikal (silo). Karena tidak adanya kontrol yang baik selama pembuatan kapur ini, kapur yang dihasilkan seringkali memiliki kadar air yang cukup tinggi sehingga segera menyerap karbondioksida dari udara dan membentuk kembali kalsium karbonat. Jika kita berjalan kearah Bandung, di daerah Padalarang akan terlihat tungku-tungku vertikal pengolahan batu kapur yang hasilnya lebih baik. Bahan pembakar tungku menggunakan kayu bakar ataupun batubara. Hasil pembakaran kapur yang baik dapat dilihat dari hasil kapur tohor yang ringan, kering dan berbentuk halus.

Secara sederhana, kapur hidrolik dapat dihasilkan dengan menghamparkan beberapa kilogram kapur tohor dan kemudian memercikan air secukupnya. Jika dilaksanakan dengan baik dan seksama, akan didapatkan kapur mati yang baik. Jika dikehendaki hasil yang besar, sekitar 10-50 ton, hal itu perlu dilakukan di dalam pabrik atau industri pengolahan batu kapur. Secara sederhana, proses pembakaran kapur dapat dilihat pada Gambar 2.1.

Sifat Sifat Kapur HidrolikKapur hidrolik memperlihatkan sifat hidroliknya, namun tidak cocok untuk bangunan-bangunan di dalam air, karena membutuhkan udara yang cukup untuk mengeras. Sifat umum dari kapur adalah sebagai berikut:

a. Kekuatannya rendah

b. Beratjenis rata-rata 1000 kg/m3.

c. Bersifat hidrolik

d. Tidak menunjukkan pelapukan

e. Dapat terbawa arus.

Perawatan kapur hidrolik dimulai setelah 1 (satu) jam dan diakhiri setelah 15 (lima belas) jam. Pengunaannya antara lain untuk adukan tembok, lapisan bawah plesteran, plesteran akhir, bahan pencampur semen dan sebagai bahan tambahjika beton akan diekspos.

Gambar 2.1 Proses Pembuatan Kapur Hidrolik Semen Pozollan

Pozollan adalah sejenis bahan yang mengandung silisium ataualuminium, yang tidak mempunyai sifat penyemenan. Butirannya halus dan dapat bereaksi dengan kalsium hidroksida pada suhu ruang serta membentuk senyawa-senyawa yang mempunyai sifat-sifat semen.Semen pozollan adalah bahan ikat yang mengandung silika amorf, yang apabila dicampur dengan kapur akan membentuk benda padat yang keras. Bahan yang mengandung pozollan adalah teras, semen merah, abu terbang, dan bubukan terak tanur tinggi (SK.SNI T-15-1990-03:2).

Teras alam dapat dibagi menjadi:

Batu apung, obsidian, scoria, tuff, santorin, dan teras yang dihasilkan dari batuan vulkanik.

Teras yang mengandung silika amorf halus yang tersebar dalam jumlah banyak dan dapat bereaksi dengan kapur Jika dibubuhl air serta membentuk silikat yang mempunyai sifat hidrolik.

Teras buatan, meliputi abu batu, abu terbang (fly-ash) dari hasil residu PLTU dan hasil tambahan dari pengolahan bijih bauksit. Teras buatan mi dibuat dengan pembakaran batuan vulkanik dan kemudian menggilingnya. Semen teras meliputi semua bahan semen yang dibuat dengan menggunakan teras dan kapur tohor. yang tidak membutuhkan pembakaran. Teras buatan ini digunakan sebagai bahan tambah dan digunakan pada bangunan yang tidak memerlukan persyaratan konstmksi yang khusus, tetapi menggunakan banyak bahan semen.

Semen Terak

Semen terak adalah semen hidrolik yang sebagian besar terdiri dari suatu campuran seragam serta kuat dari terak tanur kapur tinggi dan kapur tohor. Sekitar 60 %beratnya berasal terak tanur tinggi. Campuranini biasanya tidak dibakar. Jenis semen terak ada dua, yaitu:

Bahan yang dapat digunakan sebagai kombmasi portland cement dalam pembuatan beton dan sebagai kombinasi kapur dalam pembuatan adukan tembok. Bahan yang mengandung bahan pembantu berupa udara, yang digunakan seperti halnya jenis pertama.

Terak tanur tinggi adalah suatu bahan non-metalik, yang sebagian besar terdiri dari silikat, alumina silikat, kalsium dan senyawa basa lainnya, yang terbentuk dalam keadaan cair bersama-sama dengan besi di dalam tanur tinggi.

Semen terak dibuat melalui proses tertentu yakni penggilingan, yang menyebabkan terak itu bersifat hidrolik, sekaligus berkurang jumlah sulfatnya yang dapat merusak. Terak tersebut kemudian dikeringkan dan ditambahi kapur tohor dengan perbandingan tertentu. Seluruh bahan kemudian dicampur dan dihaluskan kembali menjadi butiran yang halus.

Semen terak tidak begitu penting dalam struktur beton, tetapi cukup menguntungkan jika digunakan untuk pekerjaan yang besar yang tidak begitu mementingkan aspek kekuatan. Karena kadar alkali yang rendah semen terak tidak memperlihatkan noda-noda oleh kadar alkali sehingga dapat digunakan untuk pekerjaan yang khusus.

Semen Alam

Semen alam dihasilkan melalui pembakaran batu kapur yang mengandung lempung pada suhu lebih rendah dari suhu pengerasan. Hasil pembakaran kemudian digiling menjadi serbuk halus. Kadar silika, alumina dan oksida besi pada serbuk cukup untuk membuatnya bergabung dengan kalsium oksida sehingga membentuk senyawa kalsium silikat dan aluminat yang dapat dianggap mempunyai sifat hidrolik.

Semen alam dapat dibedakan menjadi dua jenis, yaitu: 1). Semen alam yang digunakan bersama-sama dengan portland cement dalam suatu konstruksi, dan 2). Semen alam yang telah dibubuhi bahan pembantu, yaitu udara, yang fungsinya sama dengan jenis pertama.

Cara Pembuatan

Semen alam dibuat dengan cara membakar lempung batu kapur yang memilik kadar lempung 13-35, kadar silika 10-20, kadar alumina 10-20, serta kadar oksida besi 10-20. Setelah dibakar, kapur tersebut dibasahi dengan air untuk mematikan kapur dan menghilangkan kapur bebas. Hasil pembekuannya disebut klinker. Klinker tersebut

Kemudian digiling menjadi butiran yang berbentuk halus. Semen alam yang dihasilkan biasanya mempunyai komposisi sebagai berikut:

- SiO222 - 29 %

-CaO31-57 %

-MgO1.5-2.2 %

-Fe2 O31.5-3.2 %

- Al2 O35.2 - 8.8 %

Semen alam tidak boleh digunakan di tempat yang langsung terekspos perubahan cuaca, tetapi dapat digunakan dalam adukan beton untuk konstruksi yang tidak memerlukan kekuatan tinggi.

Semen Portland

Semen portland adalah bahan konstruksi yang paling banyak digunakan dalam pekerjaan beton. Menurut ASTM C-150,1985, semen portland didefinisikan sebagai semen hidrolik yang dihasilkan dengan menggiling klinker yang terdiri dari kalsium silikat hidrolik, yang umumnya mengandung satu atau lebih bentuk kalsium sulfat sebagai bahan tambahan yang digiling bersama-sama dengan bahan utamanya.

Semen portland yang digunakan di Indonesia harus memenuhi syarat SII. 0013-81 atau Standar Uji Bahan Bangunan Indonesia 1986, dan harus memenuhi persyaratan yang ditetapkan dalam standar tersebut (PB.1989:3.2-8).

Semen merupakan bahan ikat yang penting dan banyak digunakan dalam pembangunan fisik di sektor konstruksi sipil. Jika ditambah air, semen akan menjadi pasta semen. Jika ditambah agregat halus, pasta semen akan menjadi mortar yang jika digabungkan dengan agregat kasar akan menjadi campuran beton segar yang setelah mengeras akan menjadi beton keras (concrete).

Semen yang digunakan untuk pekerjaan beton harus disesuaikan dengan rencana kekuatan dan spesifikasi teknik yang diberikan. Pemilihan tipe semen ini kelihatannya mudah dilakukan karena semen dapat langsung diambil dari sumbemya (pabrik). Hal itu hanya benar jika standar deviasi yang ditemui kecil, sehingga semen yang berasal beberapa sumber langsung dapat digunakan. Akan tetapi, jika standar deviasi hasil uji kekuatan semen besar, hal tersebut akan menjadi masalah. Saat ini banyak tipe semen yang ada di pasaran sehingga kemungkinan variasi kekuatan semennya pun besar (ACI 318-89:2-1).

Fungsi utama semen adalah mengikat butir-butir agregat hingga membentuk suatu massa padat dan mengisi rongga-rongga udara di antara butir-butir agregat. Walaupun komposisi semen dalam beton hanya sekitar 10 %, namun karena fungsinya sebagai bahan pengikat maka peranan semen menjadi penting.

Proses Pembuatan Semen PortlandSemen portland dibuat dari serbuk halus mineral kristalin yang komposisi utamanya adalah kalsium dan aluminium silikat. Penambahan air pada mineral ini menghasilkan suatu pasta yang jika mengering akan mempunyai kekuatan seperti batu. Berat jenis yang dihasilkan berkisar antara 3.12 dan 3.16 dan berat volume sekitar 1500 kg/cm3 (Nawy, 1985:9). Bahan utama pembentuk semen portland adalah kapur (CaO), silika (SiO3), alumina (Al2O3), sedikit magnesia (MgO), dan terkadang sedikit alkali. Untuk mengontrol komposisinya, terkadang ditambahkan oksida besi, sedangkan gipsum (CaSO4.H2O) ditambahkan untuk mengatur waktu ikat semen.

Klinker dibuat dari batu kapur (CaCO3), tanah liat dan bahan dasar berkadar besi. Bahan kapur di Indonesia tersedia melimpah. Kebanyakan pabrik semen dibangun di dekat gunung kapur.

Pembuatan semen portland dilaksanakan melalui beberapa tahapan, yaitu:

1. Penambangan di quarry

2. Pemecahan di crushing plant

3. Penggilingan (blending)

4. Pencampuran bahan-bahan

5. Pembakaran (ciln)

6. Penggilingan kembali hasil pembakaran,

7. Penambahan bahan tambah (gipsum)

8. Pengikatan (packing plant)

Proses pembuatan semen portland dapat dibedakan menjadi dua, yaitu proses basah dan proses kering.

Proses BasahPada proses basah, sebelum dibakar bahan dicampur dengan air (slurry) dan digiling hingga berupa bubur halus. Proses basah umumnya dilakukan jika yang diolah merupakan bahan-bahan lunak seperti kapur dan lempung.

Bubur halus yang dihasilkan selanjutnya dimasukan dalam sebuah pengering (oven) berbentuk silinder yang dipasang miring (ciln). Suhu ciln ini sedikit demi sedikit dinaikkan dan diputar dengan kecepatan tertentu. Bahan akan mengalami perubahan sedikit demi sedikit akibat naiknya suhu dan akibat terjadinya sliding di dalam ciln. Pada suhu 100 0C air mulai menguap; pada suhu 850 0C karbondioksida dilepaskan. Pada suhu sekitar 1400 0C, berlangsung permulaan perpaduan di daerah pembakaran, dimana akan terbentuk klinker yang terdiri dari senyawa kalsium silikat dan kalsium aluminat. Klinker tersebut selanjutnya didinginkan, kemudian dihaluskan menjadi butir halus dan ditambah dengan bahan gipsum sekitar 1%-5%.

Proses KeringProses kering biasanya digunakan untuk jenis batuan yang lebih keras misalnya untuk batu kapur jenis shale. Pada proses ini bahan dicampur dan digiling dalam keadaan kering menjadi bubuk kasar. Selanjutnya, bahan tersebut dimasukkan ke dalam ciln dan proses selanjutnya sama dengan proses basah. Lihat Gambar 2.2. (Gideon,1994:146).

Gambar 2.2 Proses Pembuatan Semen

Dalam fabrikasi akhir, semen portland digiling dalam kilang peluru (kogelmoles/ciln) hingga halus dan ditambahl beberapa bahan tambahan, termasuk gipsum. Jenis semen yang diproduksi pabnk disesuaikan dengan kebutuhan. Nama pabnk semen tersebut biasanya digunakan sebagai merek dagang. Bagan alir dan proses fabrikasi semen portland dipabrik dapat dilihat pada Gambar 2.3. Secara ringkas, proses pembuatan semen portland dapat dijelaskan sebagai berikut (Nawy, 1985:9).

1. Bahan baku yang berasal dari tambang (quarry) berupa campuran CaO SiO2, dan Al2O3 digiling (blended) bersama-sama beberapa bahan tambah lainnya, baik dalam proses basah maupun dalam proses kering.

2. Hasil campuran tersebut dituangkan ke ujung atas ciln yang diletakan agak miring.

3. Selama ciln berputar dan dipanaskan, bahan tersebut mengalir dengan lambat dari ujung atas ke ujung bawah.

4. Temperatur dalam ciln dinaikkan secara perlahan hingga mencapai temperatur klinker (clincer temperature) dimana difusi awal terjadi. Temperatur mi dipertahankan sampai campuran membentuk butiran semen portland pada suhu 1400 0C (2700 0F). Butiran yang dihasilkan disebut sebagai klinker (clincer) dan memiliki diameter antara 1.5-50 mm.

5. Klinker tersebut kemudian didinginkan dalam clinker storage dan selanjutnya dihancurkan menjadi butiran-butiran yang halus.

6. Bahan tambah, yakni sedikit gipsum (sekitar 1%-5%) ditambahkan untuk mengontrol waktu ikat semen, yakni waktu pengerasan semen di lapangan.

7. Hasil yang diperoleh kemudian disimpan pada sebuah cement silo untuk penggunaan yang kecil, yakni kebutuhan masyarakat. Pengolahan selanjutnya adalah pengepakan dalam packing plant. Untuk kebutuhan pekerjaan besar, pndistribusian semen dapat dilakukan menggunakan capsule truck.

Gambar 2.3 Bagan Alir Proses Pabrikasi Semen

Sifat Dan Karakteristik Semen PortlandSemen yang satu dapat dibedakan dengan semen lainnya berdasarkan susunan kimianya maupun kehalusan butimya. Perbandingan bahan-bahan utama penyusun semen portland adalah kapur (CaO) sekitar 60%-65%, silika (SiO2) sekitar 20%-25%, dan oksida besi serta alumina (Fe2O3 dan Al2O3) sekitar 7%-12%. Sifat-sifat semen portland dapat iibedakan menjadi dua, yaitu sifat fisika dan sifat kimia.

Sifat Fisika Semen Portland

Sifat-sifat fisika semen meliputi kehalusan butir, waktu pengikatan, kekalan, kekuatan tekan, pengikatan semu, panas hidrasi, dan hilang pijar. Berikut ini adalah penjelasan untuk masing-masing sifat.

Kehalusan Butir

Kehalusan butir semen mempengaruhi proses hidrasi. Waktu pengikatan (setting time) menjadi semakin lama jika butir semen lebih kasar. Kehalusan penggilingan butir semen dinamakan penampang spesifik, yaitu luas butir permukaan semen. Jika permukaan penampang semen lebih besar, semen akan memperbesar bidang kontak dengan air. Semakin halus butiran semen, proses hidrasinya semakin cepat, sehingga kekuatan awal tinggi dan kekuatan akhir akan berkurang.

Kehalusan butir semen yang tinggi dapat mengurangi terjadinya bleeding atau naiknya air ke permukaan, tetapi menambah kecenderungan beton untuk menyusut lebih banyak dan mempermudah terjadinya retak susut. Menurut ASTM, butir semen yang lewat ayakan No.200 harus lebih dari 78%. Untuk mengukur kehalusan butir semen digunakan "Turbidimeter" dari Wagner atau "Air Permeability" dari Blaine.

Kepadatan (density)Berat jenis semen yang disyaratkan oleh ASTM adalah 3.15 Mg/m3. Pada kenyataannya, berat jenis semen yang diproduksi berkisar antara 3.05 Mg/m3 sampai 3.25 Mg/m3. Variasi ini akan berpengaruh pada proporsi campuran semen dalam campuran. Pengujian berat jenis dapat dilakukan menggunakan Le Cliatelier Flask menurut standar ASTM C-188.

Konsistensi

Konsistensi semen portland lebih banyak pengaruhnya pada saat pencampuran awal, yaitu pada saat terjadi pengikatan sampai pada saat beton mengeras. Konsistensi yang terjadi bergantung pada rasio antara semen dan air serta aspek-aspek bahan semen seperti kehalusan dan kecepatan hidrasi. Konsistensi mortar bergantung pada konsistensi semen dan agregate pencampurya.

Waktu PengikatanWaktu ikat adalah waktu yang diperlukan semen untuk mengeras, terhitung dari mulai bereaksi dengan air dan menjadi pasta semen hingga pasta semen cukup kaku untuk menahan tekanan. Waktu ikat semen dibedakan menjadi dua: 1). waktu ikat awal (initial setting time) yaitu waktu dari pencampuran semen dengan air menjadi pasta semen hingga hilangnya sifat keplastisan, 2). waktu ikatan akhir (final setting time) yaitu waktu antara terbentuknya pasta semen hingga beton mengeras. Pada semen portland initial setting time berkisar 1.0 - 2.0 jam, tetapi tidak boleh kurang dan 1.0 jam, sedangkan final setting time tidak boleh lebih dari 8.0 jam.

Waktu ikatan awal sangat penting pada kontrol pekerjaan beton. Untuk kasus-kasus tertentu, diperlukan initial setting time lebih dan 2.0 jam agar waktu terjadinya ikatan awal lebih panjang. Waktu yang panjang ini diperlukan untuk transportasi (hauling), penuangan (dumping/pouring), pemadatan (vibrating) dan penyelesaiannya (finishing). Proses ikatan ini disertai perubahan temperatur yang dimulai terjadi sejak ikatan awal dan mencapai puncaknya pada waktu berakhimya ikatan akhir. Waktu ikatan akan memendek karena naiknya temperatur sebesar 30 0C atau lebih. Waktu ikatan ini sangat dipengaruhi oleh jumlah air yang dipakai dan oleh lingkungan sekitamya.

Pengikatan semu diukur dengan alat "Vicat" atau "Gillmore". Pengikatan semu untuk prosentase penetrasi akhir minimum pada semua jenis semen adalah 50%.

Panas Hidrasi

Panas hidrasi adalah panas yang terjadi pada saat semen bereaksi dengan air, dinyatakan dalam kalori/gram. Jumlah panas yang dibentuk antara lain bergantung pada jenis semen yang dipakai dan kehalusan butir semen. Dalam pelaksanaan, perkembangan panas ini dapat mengakibatkan masalah yakni timbulnya retakan pada saat pendinginan. Pada beberapa struktur beton, terutama pada struktur beton mutu tinggi, retakan ini tidak diinginkan. Oleh karena itu perlu dilakukan pendinginan melalui perawatan (curing) pada saat pelaksanaan.

Panas hidrasi naik sesuai dengan nilai temperatur pada saat hidrasi terjadi. Untuk semen biasa, panas hidrasi bervariasi mulai 37 kalori/gram pada temperatur sekitar 5 0C hingga 80 kalori/gram pada temperatur 40 0C. Semua jenis semen umumnya telah membebaskan sekitar 50% panas totalnya pada satu hingga tiga hari pertama 70% pada hari ketujuh, serta 83-91% setelah 6 bulan. Laju perubahan panas ini bergantung pada komposisi semen.

Perkembangan panas hidrasi untuk berbagai jenis semen pada suhu 21 0C ditunjukkan pada Tabel.2.1.

Tabel 2.1 Perkembangan Panas Hidrasi Semen Portland pada Suhu 21 0CJenis Semen PortlandHari

12372890

Tipe I3353618096104

Tipe II---5875-

Tipe III53677592101107

Tipe IV--41506675

Tipe V---4550-

Perubahan Volume (Kekalan)

Kekalan pasta semen yang telah mengeras merupakan suatu ukuran yang menyatakan kemampuan pengembangan bahan-bahan campurannya dan kemampuan untuk mempertahankan volume setelah pengikatan terjadi. Ketidak kekalan semen disebabkan oleh terlalu banyaknya jumlah kapur bebas yang pembakarannya tidak sempurna serta magnesia yang terdapat dalam campuran tersebut. Kapur bebas itu mengikat air dan kemudian menimbulkan gaya-gaya expansi. Alat uji untuk menentukan nilai kekalan semen portland adalah "Autoclave Expansion of Portland Cement" cara ASTM C-151, atau cara Inggris, BS, "Expansion by Le Chatellier".

Sifat-sifat semen portland sangat dipengaruhi oleh susunan ikatan oksida-oksida serta bahan-bahan pengotor lainnya. Semen yang digunakan untuk membangun suatu struktur hams mempunyai kualitas tertentu agar dapat berfungsi secara efektif. Pemeriksaan secara berkala perlu dilakukan, baik pada saat pemrosesan, saat menjadi bubuk semen maupun setelah menjadi pasta semen. Pemeriksaan semen atau pengujian semen hams dilakukan sesuai dengan standar mutu. Standar yang paling umum dianut di dunia adalah Standar ASTM, "American Society for Testing and Material" C-150 dan British Standar (BS-12). Di Indonesia, kita menggunakan Standar Industri Indonesia, (SII-0013-81) yang mengadopsi ASTM C-150-80. SU kini telah diperbarui menjadi SNI.

Kekuatan Tekan

Kekuatan tekan semen diuji dengan cara membuat mortar yang kemudian ditekan sampai hancur. Contoh semen yang akan diuji dicampur dengan pasir silika dengan perbandingan tertentu, kemudian dibentuk menjadi kubus-kubus berukuran 5x5x5 cm.

Setelah berumur 3, 7, 14 dan 28 hari dan mengalami perawatan dengan perendaman, benda uji tersebut diuji kekuatan tekannya. Perkembangan kekuatan tekan untuk. mortar dan beton yang menggunakan berbagai jenis semen dapat dilihat pada Gambar 2.4 dan 2.5.

Gambar 2.4 Perkembangan Kekuatan Tekan Mortar untuk Berbagai Tipe

Portland Cement

Gambar 2.5 Perkembangan Kekuatan Tekan Beton untuk Berbagai Tipe

Portland Cement dengan FAS 0.49

Sifat dan Karakteristik Kimia Semen Portland

Senyawa Kimia

Secara garis besar, ada 4 (empat) senyawa kimia utama yang menyusun semen portland, yaitu:

1. Trikalsium Silikat (3CaO. SiO2) yang disingkat menjadi C3S.

2. Dikalsium Silikat (2CaO. SiO2) yang disingkat menjadi C2S.

3. Trikalsium Aluminat (3CaO. AL2O3) yang di singkat menjadi C3A.

4. Tertrakalsium aluminoferrit (4CaO. AL2O3.Fe2O3) yang disingkat menjadi C4AF.

Senyawa tersebut menjadi kristal-kristal yang saling mengikat/mengunci ketika menjadi klinker. Komposisi C3S dan C2S adalah 70%-80% dari berat semen dan merupakan bagian yang paling dominan memberikan sifat semen (Cokrodimuldjo, 1992). Semen dan air saling bereaksi. Persenyawaan ini dinamakan proses hidrasi, dan hasilnya dinamakan hidrasi semen. Senyawa C3S jika terkena air akan cepat bereaksi dan menghasilkan panas. Panas tersebut akan mempengaruhi kecepatan mengeras sebelum hari ke-14. Senyawa C2S lebih lambat bereaksi dengan air dan hanya berpengaruh terhadap semen setelah umur 7 hari. C2S memberikan ketahanan terhadap serangan kimia (chemical attack) dan mempengaruhi susut terhadap pengaruh panas akibat lingkungan.

Kedua senyawa utama tadi membutuhkan air sekitar 21%-24% dari beratnya untuk bereaksi. Senyawa C3S membebaskan kalsium hidroksida hampir tiga kali dari yang dibebaskan oleh C2S. Jika kandungan C3S lebih banyak maka akan terbentuk semen dengan kekuatan tekan awal yang tinggi dan panas hidrasi yang tinggi, sebaliknya jika kandungan C2S lebih banyak maka akan terbentuk semen dengan kekuatan tekan awal yang rendah dan ketahanan terhadap serangan kimia yang tinggi.Senyawa ketiga, C3A, bereaksi secara exothermic dan beraksi sangat cepat, memberikan kekuatan awal yang sangat cepat pada 24 jam pertama. C3A bereaksi dengan air yang jumlahnya sekitar 40% dari beratnya. Karena persentasinya dalam semen yang kecil (sekitar 10%), maka pengaruhnya pada jumlah air untuk reaksi menjadi kecil. Unsur ini sangat berpengamh pada nilai panas hidrasi tertinggi, baik pada saat awal maupun pada saat pengerasan berikutnya yang sangat panjang. Semen yang mengandung unsur C3A lebih dari 10% tidak akan tahan terhadap serangan sulfat.

Prinsip dasar pemilihan semen yang akan digunakan sebagai bahan campuran beton yang tahan terhadap serangan sulfat adalah berapa banyak kandungan senyawa C3A-nya. Semen yang tahan sulfat harus memiliki kandungan C3A tidak lebih dari 5%. Semen yang kandungan C3A-nya tinggi, jika terkena sulfat yang terdapat pada air atau tanah akan mengeluarkan C3A yang bereaksi dengan sulfat dan mengambang sehingga mengakibatkan retak-retak pada betonnya (Cokrodimuldjo, 1992).

Untuk struktur drainase yang kandungan sulfatnya lebih tinggi dari normal, harus digunakan bahan campuran beton yang tahan terhadap serangan sulfat. Semen yang akan digunakan harus memiliki kandungan C3A sekitar 0.10%-0.20% (ACI 318-83:2-7). Semen portland Tipe II biasanya mengandung C3A lebih kecil dari 8% (ASTM C-150). Untuk struktur yang benar-benar akan terekspos serangan sulfat, sebaiknya digunakan semen Tipe V, dimana kandungan C3A maksimumnya sekitar 5% (ACI.318-83:2-7).

Senyawa keempat, yakni C4AF, kurang begitu besar pengaruhnya terhadap kekerasan semen atau beton sehingga kontribusinya dalam peningkatan kekuatan kecil. Komposisi kandungan senyawa yang dibutuhkan dalam semen portland menurut standar ASTM C-150 (ASTM C-150 Vol.04.02: 1995, 92) dapat dilihat pada Tabel 2.2.

Tabel 2.2 Karakteristik Senyawa Penyusun Semen Portland

NilaiTrikalsium SilikatDikalsium SilikatTrikalsiumTetrakalsium

3CaO.SiO22CaO.SiCO2AluminatAluminofferit

AtauAtau3CaO.Al2O34CaO.Al2O3Fe2O3.

C3SC2SAtauAtau C4AF

C3A

Penyemenan

KecepatanBaik

SedangBaik

LambatBuruk

CepatBuruk

Lambat

Reaksi

Pelepasan PanasSedangSedikitBanyakSedikit

Hidrasi

Dari uraian di atas nampak bahwa perbedaan persentasi senyawa kimia akan menyebabkan perbedaan sifat semen. Kandungan senyawa yang terdapat dalam semen akan membentuk karakter dan jenis semen. Peraturan Beton 1989 (SKBI.1.4.53.1989) dalam ulasannya di halaman 1, membagi semen portland menjadi lima jenis (SK.SNI T-15-1990-03-.2) yaitu:

1. Tipe I, semen portland yang dalam penggunaannya tidak memerlukan persyaratan khusus sepertijenis-jenis lainnya.

2. Tipe II, semen portland yang dalam penggunaannya memerlukan ketahanan terhadap sulfat dan panas hidrasi sedang.

3. Tipe III, semen portland yang dalam penggunaannya memerlukan kekuatan awal yang tinggi dalam fase permulaan setelah pengikatan terjadi.

4. Tipe TV, semen portland yang dalam penggunaannya memerlukan panas hidrasi yang rendah.

5. Tipe V, Semen portland yang dalam penggunaaimya memerlukan ketahanan yang tinggi terhadap sulfat.

Komposisi kimia dari kelima jenis semen tersebut dapat dilihat pada Tabel 2.3. (Nawy,1985:ll).

Tabel 2.3 Persentasi Komposisi Semen portlandKomposisi Dalam Persen %Karakteristik Umum

C3SC2SC3AC4AFCaSO4CaOMgQ

Tipe I, Normal49251282.90.82.4Semen untuk semua

Tujuan

Tipe II, Modifikasi46296122.80.63Relatif sedikit pelepasan

panas, digunakan untuk

struktur besar

Tipe III, Kekuatan

Awal Tinggi56151283.91.42.6Mencapai kekuatan awal yang tinggi pada umur 3 hari

Tipe IV, Panas

Hidrasi Rendah30465132,90.32.7Dipakai pada bendungan beton

Tipe V, Tahan Sulfat43364122.70.41.6Dipakai pada saluran dan struktur yang diekspose terhadap sulfat.

Dalam SII 0013-1981 dan Ulasan PB 1989, semen Tipe I digunakan untuk bangunan-bangunan umum yang tidak memerlukan persyaratan khusus. Semen Tipe II yang memiliki kadar C3A tidak lebih dari 8% digunakan untuk konstruksi bangunan dan beton yang terns menerns berhubungan dengan air kotor atau air tanah atau untuk pondasi yang tertanam di dalam tanah yang mengandung air agresif (garam-garam sutfat) dan saluran air buangan atau bangunan yang berhubungan langsung dengan rawa. Semen Tipe III, memiliki kadar C3A serta C3S yang tinggi dan butirannya digiling sangat halus, sehingga cepat mengalami proses hidrasi. Semen jenis ini dipergunakan pada daerah yang bertemperatur rendah, terutama pada daerah yang mempunyai muslin dingin (winter season). Semen Tipe IV mempunyai panas hidrasi yang rendah, kadar C3S-nya dibatasi maksimum sekitar 35% dan kadar C3A-nya maksimum 5%. Semen tipe ini digunakan untuk pekerjaan-pekerjaan yang besar dan masif, umpamanya untuk pekerjaan bendung, pondasi berukuran besar atau pekerjaan besar lainnya. Semen Tipe V digunakan untuk bangunan yang berhubungan dengan air laut, air buangan industri, bangunan yang terkena pengaruh gas atau uap kimia yang agresif serta untuk bangunan yang berhubungan dengan air tanah yang mengandung sulfat dalam prosentase yang tinggi. Total alkali yang terkandung dalam semen dalam campuran beton harus dibatasi sekitar 0.5%-0.6% (Stanton, 1940).

Sifat KimiaSifat kimia semen meliputi kesegaran semen, sisa yang tak larut dan yang paling utama adalah komposisi syarat yang diberikan.

Kesegaran Semen

Pengujian kehilangan berat akibat pembakaran (loss of ignition) dilakukan pada semen dengan suhu 900-1000 0C. Kehilangan berat ini terjadi karena kelembaban yang menyebabkan prehidrasi dan karbonisasi dalam bentuk kapur bebas atau magnesium yang menguap.

Kelembaban ini disebabkan oleh atmosfir yang mengandung air, juga karena karbondioksida yang terserap di atmostir. Kehilangan berat dari semen ini merupakan ukuran dari kesegaran semen. Pemeriksaan kesegaran semen dilakukan dengan cara mengambil satu gram semen dan menempatkannya dalam platina bertemperatur 900-1000 0C, selama 15 menit. Dalam keadaan normal, akan terjadi kehilangan berat sekitar 2 (batas maksimum sekitar 4).

Sisa Yang Tak Larut (Insoluble Residue)

Sisa bahan yang tak habis bereaksi adalah sisa bahan tak aktif yang terdapat pada semen. Semakin sedikit sisa bahan ini, semakin baik kualitas semen. Jumlah maksimum sisa tak larut yang dipersyaratkan adalah 0.85%. Pemeriksaan bahan yang tak larut dapat dilakukan dengan mengaduk satu gram semen dalam 40 ml air yang kemudian ditambahi dengan 10 ml HCL pekat. Campuran tersebut selanjutnya dididihkan selama 10 menit dan volumenya dibuat tetap. Jika terbentuk gumpalan, gumpalan tersebut harus dipecah dan larutan disaring dengan kertas filter. Sisa yang tak larut disaring dan dicuci dengan larutan Na2CO3+H2O+HCL, kemudian dicuci dengan air. Untuk memperoleh sisa yang tak larut, kertas filter dikeringkan lalu dibakar dan ditimbang.

Panas Hidrasi Semen

Seperti, yang telah. .diuraikan, hidrasi terjadi jika semen bersentuhan dengan air. Proses hidrasi terjadi dengan, arah kedalam dan keluar. Maksudnya, hasil hidrasi mengendap di bagian luar, semen yang bagian dalamnya belum terhidrasi secara bertahap akan terhidrasi sehingga volumenya mengecil (susut): Reaksi ini berlangsung lambat (sekitar 2 - 8 jam) sebelum mengalami percepatan setelah kulit permukaan pecah.

Pada tahap berikutnya akan terbentuk pasta semen yang terdiri dari gel (tobermorite).dan sisa semen yang tidak bereaksi, seperti kalsium Ca(OH)2, air dan senyawa yang lainnya. Kristalin senyawa tersebut membentuk suatu rangkaian tiga dimensi yang saling melekat secara acak, dan sedikit demi sedikit mengisi ruangan yang ditempati air, lalu membeku dan mengeras sehingga mempunyai kekuatan tertentu, Selama proses hidrasi berlangsung, akan keluar panas yang dinamakan panas hidrasi. Pasta semen yang telah mengeras memiliki strukfur berpori dengan ukuran yang sangat kecil, dan bervariasi ukurannya sekitar 4 x 107 mm; Setelah hidrasi berlangsung, endapan pada permukaan butiran semen akan menyebabkan difusi air ke bagian dalam yang belum terhidrasi semakin sulit sehingga proses hidrasi menjadi lambat. Proses ini dapat mencapai umur 50 tahun dalam peningkatan kekuatan beton.

Kekuatan Pasta Semen dan Faktor Air Semen (FAS)Banyaknya air yang dipakai selama proses hidrasi akan mempengarnhi karakteristik kekuatan beton jadi. Pada dasarnya jumlah air yang dibutuhkan untuk proses hidrasi tersebut adalah sekitar 25 dari berat semen. Jika air yang digunakan kurang dari 25, maka kelecakan atau kemudahan dalam pengerjaan tidak akan tercapai.

Beton yang memiliki workability didefmisikan sebagai beton yang dapat dengan mudah dikerjakan atau dituangkan (poured) ke dalam cetakan (forms, molds) dan dapat dengan mudah dibentuk (Ilsley Hewes, 1942:224). Identifikasi dari kemudahan pekerjaan ini adalah nilai konsistensi dari beton segar. Hal ini secara khusus akan dibahas pada Bab 13. Kekuatan beton akan turun jika air yang ditambahkan ke dalam campuran semakin banyak. Karena itu penambahan air harus dilakukan sedikit demi sedikit sampai nilai maksium yang tercantum dalam rencana tercapai.

Faktor air semen (FAS) atau water cement ratio (wcr) adalah indikator yang penting dalam perancangan campuran beton. Faktor air semen adalah berat air dibagi dengan berat semen, yang dituliskan sebagai:

FAS = berat air/berat semen

FAS yang rendah menyebabkan air yang berada di antara bagian-bagian semen sedikit dan jarak antara butiran-butiran semen menjadi pendek. Akibatnya, massa semen lebih menunjukan keterkaitannya (kekuatan awal lebih berpengaruh). Batuan semen mencapai kepadatan yang tinggi dan kekuatan tekannya menjadi lebih tinggi (normal ratio sekitar 0.25-0.65). Duff dan Abrams (1919) meneliti hubungan antara faktor air semen dengan kekuatan beton pada umur 28 hari dengan uji silinder. Jika faktor air semen semakin besar, kekuatan tekan akan menurun, seperti disajikan di Gambar 2.6.

Gambar 2.6 Hubungan antara kekuatan tekan beton umur 7 hari dengan faktor

air semen menggunakan semen yang cepat mengeras

Gambar 2.6 menunjukkan peningkatan kekuatan beton yang ekstrem pada FAS 0.5 sampai 1.10. Hubungan antara variasi kuat tekan selama masa umur 28 hari untuk beberapa FAS ditunjukkan pada Gambar 2.7.

Gambar 2.7 Hubungan antara faktor air semen dengan kekuatan beton selama

masa perkembangannya

Dari Gambar 2.6 dan gambar 2.7 terlihat bahwa pada nilai FAS 0.4, semen telah terhidrasi dengan baik dan mempunyai kekuatan tekan yang tinggi pada umur 28 hari. Jika diberi tambahan air, pori-porinya akan bertambah banyak. Akibatnya beton lebih banyak berpori dan kekuatannya akan menurun.

Syarat Mutu Semen Portland

Semen portland yang digunakan untuk konstruksi sipil harus memenuhi syarat mutu yang telah ditetapkan. Di Indonesia, syarat mutu yang dipergunakan adalah SII.0013-81, "Mutu dan Cara Uji Semen Portland". Syarat mutu yang ditetapkan oleh SII ini diadopsi dari syarat mutu ASTM C-150.

Syarat mutu semen portland, SII.0013-81 (ASTM.C-150)

Tabel 2.4 Syarat Kimia

URAIANJenisSemen

IIIIIIIVV

MgO,%,maksimum5.05.05.05.05.0

SO3,%,maksimum

C3A ( 8.0%3.03.03.52.32.3

C3A ( 8.0%3.5-4.5--

Hilang pijar, % maksimum3.03.03.02.53.0

Bagian tak larut, % maksimum1.51.51.51.51.5

Alkali sebagai Na2O, % maksimum*)0.60.60.60.60.6

C3S, % maksimum**)---35-

C2S, % maksimum**)---40-

C3A, % maksimum**)-81575

C3AF+2C3A, atau C4AF+C2F,----20++)

% maksimum**)

C3S+C3A, % maksimum-58+)-

Keterangan:

+) Nilai ini berlaku bila disyaratkan panas hidrasi sedang bag! semen yang sedang diuji; pengujian panas hidrasi tidak diperiksa.

++) Syarat ini tidak berlaku apabila nilai pemuaian karena sulfat yang terdapat pada syarat fisika diikutkan.

*) Hanya berlaku apabila digunakan dengan agregat beton yang reaktif terhadap alkali.

*) Apabila perbandingan antara % Al2O3 dan % Fe2O3 lebih dari 0.64 maka perbandingan C3S, C2S, C3A dan C4AF adalah sebagai berikut:

C3S= 3CaO.SiO2

= (4.071x%CaO) (7.600x%SiO2) (6.718x%Al2O3) (1.430x%Fe2O3) (2.852xSO3)

C2S= 2CaO.SiO2 = (2.867x%SiO2) - (0.7544x%C3S)C3A= 3CaO. Al2O3 = (2.650x%Al2O3) - (1.692x%Fe2O3)

C4AF= 4CaO.Al2O3.Fe2O3 = 3.043x%Fe2O3Apabila perbandingan Al2O3 dan Fe2O3 kurang dari 0.64 perbandingannya adalah:

C4AF+C2F = 4CaO.Al2O3.Fe2O3 + 2CaO. Fe2O3Sehingga perhitungan C4AF+C2F dan C3Smenjadi:

C4AF+C2F = 2.100x% Al2O3+1.702x% Fe2O3C3S= (4.071x%CaO) - (7.600x%SiO2) - (4.479x% Al2O3) (2.859x% Fe2O3) - (2.852xSO3)

Dalam komposisi ini tidak terdapat C3A dalam semen, sedangkan C2S dapat dihitung seperti rumus di atas.

Tabel 2.5 Syarat FisikaNo.UraianTipe Semen

IIIIIIIVV

1Kehalusan

Sisa diatas ayakan 0,09 mm, %1010101010

Maksimum

Dengan alat Vicat Blainey28002800280028002800

2Waktu Pengikatan (setting time),

Menggunakan alat "Vicat"

Awal, menit minimum4545454545

Akhir, jam maksimum88888

Waktu Pengikatan (setting time),

menggunakan "Gillmore"

Awal, menit minimum6060606060

Akhir, jam maksimum1010101010

3Kekalan; Pemuaian dalam0,800,800,800,800,80

autoclave, maksimum

4Kekuatan tekan:-----

1 hari kg/cm2, minimum--125--

1 + 2 hari kg/cm2, minimum125100250-85

1 + 6 hari kg/cm2, minimum200175-70150

1 +27 hari kg/cm2, minimum---175210

5Pengikatan semu (false set) 5050505050

Penetrasi akhir, % minimum

6Panas hidrasi-----

7 hari, cal/g, maksimum-70-60-

28 hari, cal/g, maksimum-80-70-

7Pemuaian karena sulfat----0,45*)

14 hari, %maksimum

*) Bila pemuaian karena sulfat disyaratkan; syarat ini berlaku sebagai ganti dari nilai batas kadar

C3A dan C4AF+2C3A;seperti yang disyaratkan di syarat kimia.

Standar Pengujian

Tabel 2.6 Standar Pengujian Sifat Fisika Menurut ASTM

Sifat FisikaASTM Test

Kehalusan Butir (fineness)

- Air Permeability

- Turbidimeter

- SievingC.204

C.115

C.I 84 (No. 100 and 200, dry)

C.786(No.50,100,200,wet)

C.430 (No.325, wet)

Kepadatan (density)C.I 88

Konsistensi (concislency)

- Water requirement

- Konsistensi normal

C.I 09

C.I 87

Pengikatan (setting lime)

- Time of Set

- False Set C.266 (Gillmore)

C.191 (Vicat)

C.807 (Vicat Modifikasi)

C.451

Panas Hidrasi C.186

Perubahan Volume C.157

Kekuatan C.109

Keawetan (Durability)- Air Content

- Reaksi Alkali

- Siilfnte expansionC.185

C.227 (menggunakan Pyrex glass)

C.452 (untuk semen portland)

Semen Portland Pozollan

Semen portland pozollan adalah campuran semen portland dan bahan-bahan yang bersifat pozollan seperti terak tanur tinggi dan hasil residu PLTU. Semen jenis ini biasanya digunakan untuk beton yang diekspos terhadap sulfat. Menurut (SK.SNI T-15-1990-03:2), semen portland-pozollan dihasilkan dengan mencampurkan bahan semen portland dan pozollan (15-40% dari berat total campuran), dengan kandungan SiO2 + Al2 O3 + Fe2 O3 dalam pozollan minimum 70% (SK.SNIT-1991-03:2).

Suatu konstruksi sipil yang menggunakan semen portland pozollan sebagai bahan ikat harus memenuhi standar SII 0132 "Mutu dan Cara Uji Semen Portland Pozollan atau syarat ASTM C.595-82, yaitu "Spesification for Blend Hydraulic Cement. (SKBI.l. 4.53:4).

Abu terbang (fly ash) atau bahan pozollan lainnya yang dipakai sebagai bahan campuran tambahan hams memenuhi "Spesification for Fly Ash and Raw or Calcined Natural Pozollan for Use as a Mineral Admixture in Portland Cement" (ASTM C.618).

Semen Putih

Semen putih adalah semen portland yang kadar oksida besinya rendah, kurang dari 0.5%. Bahan baku yang digunakan harus kapur mumi, lempung putih yang tidak mengandung oksida besi dan pasir silika. Semen putih digunakan untuk membuat star ubin/keramik dan benda yang, lebih banyak nilai seninya, tetapi biasanya tidak digunakan untuk bangunan struktur. Semen putih telah diproduksi secara massal di pabrik.

Semen Alumina

Semen alumina dihasilkan melalui pembakaran batu kapur dan bauksit yang telah digiling halus pada temperatur 1600 0C. Hasil pembakaran tersebut berbentuk klinker dan selanjutnya dihaluskan hingga menyerupai bubuk. Jadilah semen alumina yang berwama abu-abu.

Semen alumina mempunyai kekuatan tekan awal yang tinggi, tahan terhadap serangan asam dan garam-garam sulfat dan tahan api. Akan tetapi, jika dipergunakan pada suhu lebih dari 29 0C, kekuatannya berangsur-angsur akan berkurang. Oleh karena itu, jenis semen ini hanya dapat dipergunakan untuk negara yang mempunyai musim dingin.

1-3 PENYIMPANAN SEMEN

Agar semen tetap memenuhi syarat meskipun disimpan dalam waktu lama, cara penyimpanan semen perlu diperhatikan (PB, 1989:13). Semen harus terbebas dari bahan kotoran dari luar. Semen dalam kantong harus disimpan dalam gudang tertutup, terhindar dari basah dan lembab, dan tidak tercampur dengan bahan lain. Semen dari jenis yang berbeda harus dikelompokan sedemikian rupa untuk mencegah kemungkinan tertukarnya jenis semen yang satu dengan yang lainnya. Urutan penyimpanan harus diatur sehingga semen yang lebih dahulu masuk gudang terpakai lebih dahulu.

Semen curah harus disimpan di dalam silo yang terbuat dari baja atau beton dan harus terhindar dari kemungkinan tercampur dengan bahan lainnya. Apabila semen telah disimpan terlalu lama, perlu dibuktikan dulu bahwa semen tersebut memenuhi syarat sebelum dipakai.

Untuk menghindari pecahnya kantong semen, tinggi maksimum timbunan zak semen adalah 2 meter atau sekitar 10 zak. Jarak bebas antara bidang dinding dan semen sekitar 50 cm, sedangkan jarak bebas antara lantai dan semen sekitar 30 cm.

LATIHAN:

1. Jelaskan deskripsi dari semen

2. Sebutkanjenis-jenis semen hidrolik dan non-hidrolik!

3. Jelaskan proses pembuatan kapur hidrolik di Indonesia!

4. Apa yang dimaksud dengan pozollan? Apa saja yang dapat dikelompokkan sebagai pozollan?

5. Bagaimana proses pembuatan a), semen terak, b). semen alam dan c). semen portland?

6. Jelaskan apa yang dimaksud dengan proses basah dan proses kering dalam pembuatan semen portland!7. Jelaskan sifat dan karakteristik semen portland, baik sifat kimia maupun fisika!8. Jelaskan komposisi kimia dan kegunaan dari lima tipe semen portland!

9. Sebutkan dan Jelaskan empat unsur kimia utama penyusun semen portland! 10. Jelaskan perkembangan kekuatan tekan (sampai dengan umur 28 hari) beton yang menggunakan lima jenis semen portland dengan FAS 0.49! 11. Sebutkan dan Jelaskan syarat mutu semen portland sebagai campuran beton!12. Bagaimanakah cara penyimpanan semen portland?

Pusat Pengembangan Bahan Ajar - UMBIR. ALIZAR, M.T TEKNOLOGI BAHAN KONSTRUKSI